Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 1 Gruppe Addierer

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 2 Gliederung 1.Design 2.Test 3.Chip

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 3 Design

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 4 Prinzipieller Aufbau Genutzte Addierer (8 Bit): –Carry Look Ahead Addierer –Ripple Carry Addierer BIST vorhanden Subtraktion möglich

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 5 Top Design Holger Harms:

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 6 Das Gesamtdesign

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 7 Counter

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 8 Multiplexer N17

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 9 Eingangsregister

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 10 Invertierendes Eingangs- Register

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 11 Ripple Addierer

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 12 CLA Addierer

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 13 Ausgang- Multiplexer

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 14 Ausgangs- Register

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 15 Ausgangs- Komparator

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 16 Test - Flip Flop

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 17 Test

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 18 Übersicht Leistunginsgesamt: 278mW Maximale Taktfrequenz: 322MHz –limitiert durch die Pads –Technologiegrenze, nicht optimierbar

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 19 Ripple Adder Daten: Takt: 231MHz (4.3ns) Leistungsverbr.: 40.3mW

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 20 Ripple Adder (optimiert) Daten: Takt: 345MHz (2.9ns) Leistungsverbr.: 65.9mW Relativ: Takt: 150% Leistung: 163%

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 21 CLA Addierer Daten: Takt: 212MHz (4.7ns) Leistungsverbr.: 37mW

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 22 CLA Addierer (optimiert) Daten: Takt: 526MHz (1.9ns) Relativ: Takt: 250% Leistungsverbr.: 77.6mW Leistung: 210%

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 23 Counter Daten: Takt: 212MHz (4.7ns) Leistungsverbr.: 42mW

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 24 Counter (optimiert) Daten: Takt: 671MHz (1.49ns) Leistungsverbr.: 67.9mW Relativ: Takt: 320% Leistung: 161%

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 25 Komparator Daten: Takt: 847MHz (1.18ns) Leistungsverbr.: 15.7mW

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 26 Komparator (optimiert) Daten: Takt: 1.05GHz (0.95ns) Leistungsverbr.: 16mW Relativ: Takt: 120% Leistung: 102%

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 27 allg. Register Daten: Takt: 1.02GHz (0.98ns) Leistungsverbr.: 5.4mW

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 28 all. Register (optimiert) Daten: Takt: 2.44GHz (0.41ns) Leistungsverbr.: 5.4mW Relativ: Takt: 240% Leistung: 100%

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Holger Harms, Harald Widiger, Marco Kluge Seite 29 Auswertung Der Leistungsverbrauch steigt deutlich mit der Timingoptimierung Die Technologie ist hier begrenzend Der CLA Adder ist rund 1,5x schneller als der Ripple Adder